电子技术--数字电路部分 第八章 可编程逻辑器件.ppt

1、电子技术,数字电路部分,第八章 可编程逻辑器件,第八章 可编程逻辑器件（PLD, Programmable Logic Device）,数字 系统,2. PLD的特点：是一种按通用器件来生产，但逻辑功能是由用户通过对器件编程来设定的,8.1 概述,一、PLD的基本特点,数字集成电路从功能上有分为通用型、 专用型两大类,PAL 可编程逻辑阵列 FPLA 现场可编程阵列逻辑 GAL 通用阵列逻辑 EPLD 可擦除的可编程逻辑器件 FPGA 现场可编程门阵列 ISP-PLD 在系统可编程的PLD,二、PLD的发展和分类 PROM是最早的PLD,三、LSI中用的逻辑图符号,SPLD的分类,PLA及其应

2、用,PLA的阵列结构,用PLA实现逻辑函数的基本原理是基于函数的最简与或表达式，故首先需要将逻辑函数化为最简与或表达式，然后根据最简与或表达式画出PLA的阵列图。,例,用PLA实现下列一组函数,化简,阵列图,PAL的阵列结构,例 如图所示为用PAL实现的一组组合逻辑函数，试写出该组逻辑函数的表达式。,解 根据如图所示PAL与阵列的编程情况可知，函数Y3是由4个与项相加组成的，这4个与项分别为ABC、BCD、ACD和ABD，所以函数Y3的表达式为：,同理，函数Y2是由3个与项和相加组成的，函数Y1是由2个与项和相加组成的，函数Y0是由2个与项AB和相加组成的，所以：,8.4 通用逻辑阵列 GAL

3、,8.4.1 电路结构形式 可编程“与”阵列 + 固定“或”阵列 + 可编程输出电路OLMC,编程单元 采用E2CMOS 可改写,复杂可编程逻辑器件(CPLD),与PAL、GAL相比，CPLD的集成度更高，有更多的输入端、乘积项和更多的宏单元；,每个块之间可以使用可编程内部连线(或者称为可编程的开关矩阵)实现相互连接。,CPLD器件内部含有多个逻辑块，每个逻辑块都相当于一个GAL器件;,CPLD的结构,更多成积项、更多宏单元、更多的输入信号。,8.7 现场可编程门阵列FPGA,一、基本结构,1. IOB 2. CLB 3. 互连资源 4. SRAM,二、编程数据的装载,3、“装载”结束后，进入

4、编程设定的工作状态,！每次停电后，SRAM中数据消失 下次工作仍需重新装载,1、数据可先放在EPROM或PC机中,2、通电后，自行启动FPGA内部的一个时序控制逻辑电路，将在EPROM中存放的数据读入FPGA的SRAM中,8.9 PLD的编程,真值表，方程式，电路逻辑图（Schematic） 状态转换图（ FSM）,以上各种PLD均需离线进行编程操作，使用开发系统,一、开发系统,1、硬件：计算机+编程器,2、软件：开发环境（软件平台） VHDL, Verilog,抽象（系统设计采用Top-Down的设计方法） 选定PLD 选定开发系统 编写源程序（或输入文件） 调试，运行仿真，产生下载文件 下载 测试,二、步骤,计算机根据用户编写的源程序运行开发系统软件，产生相应的编程数据和编程命令，通过五线编程电缆接口与CPLD连接。,将电缆接到计算机的并行口，通过编程软件发出编程